Jüt takviyeli kompozit prepreg malzemelerin yorulma davranışlarının analizi

Yıl 2025, Cilt: 40 Sayı: 2, 1115 - 1130

Hayri Şen , Tamer Özben

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1250223

Öz

Günümüzde hızlı bir şekilde gelişen ve gelişmeye devam eden kompozit malzemelerin kullanım alanları ve kullanılan malzeme çeşitliliği ilişkilendirildiğinde mekanik özelliklerinin farklılıkları ön plana çıkmaktadır. Bu sebeple kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi önemli bir parametredir. Bu çalışmada tabakalı hibrit kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme testi, akabinde elde edilen veriler ile yorulma dayanımı testi, ve SEM görüntüleme ile görüntü analizleri incelenmiştir. Çalışmada 250 mm x 250 mm boyutlarında simetrik, asimetrik ve rastgele dizilim ile 6 katmandan meydana gelen; 30, 45, 60 derece açı ile kesilerek tabakaya yerleştirilen jüt, karbon ve cam prepreg malzeme kullanılmıştır. Bu kompozit prepreg malzemeler ısıtma presi vasıtasıyla 40Bar basınç altında kademeli bir şekilde ısıtılıp, 120°C sıcaklıkta 45 dakika sabit sıcaklığa maruz bırakılıp akabinde pres altında oda sıcaklığına gelene kadar soğuması sağlanarak kompozit plakaların üretimi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen tüm deneyler ASTM standartlarına uygun şekilde gerçekleştirilmiştir. Deneylerden elde edilen veriler grafikler ile desteklenip çalışma içinde sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Prepreg Malzeme, Tabakalı Hibrit Kompozit, Çekme Deneyi, Yorulma Deneyi, Wöhler eğrisi, SEM görüntüleri.

Destekleyen Kurum

Trakya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birim (TÜBAP)

Proje Numarası

TÜBAP-2019/282

Teşekkür

Bu makale birinci yazarın doktora tezinden üretilmiştir. Çalışma için maddi destek veren Trakya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine (TÜBAP-2019/282) teşekkürü bir borç biliriz.

Kaynakça

• 1. Tepehan, B., Sülü, İ. Y., Miğfer yapıları için oluşturulan tabakalı hibrit kompozit plakanın mekanik analizi. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 5 (1), 69-80, 2022.
• 2. Yang, H. S., Qiao P., Wolcott, M. P. Flexural fatigue and reliability analysis of wood flour/high-density polyethylene composites, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29 (9), 1295–1310, 2009.
• 3. Liang S., Gning P.B., Guillaumat L., A comparative study of fatigue behaviour of flax/epoksi and glass/epoksi composites. Composites Science and Technology, 72, 535-543, 2012.
• 4. Doan, T.T.L., Brodowsky, H., Mäder, E., Jüt elyaf/epoksi kompozitler: yüzey özellikleri ve ara yüzey yapışması. Bileşik Bilim ve Teknoloji, 72 (10), 1160–1166, 2012.
• 5. Fotouh, A., Wolodko, J. D., Lipsett, M. G., Fatigue of natural fiber thermoplastic composites. Composites Part B: Engineering, 62, 175–182, 2014.
• 6. Hüner, Ü., Çeşitli elyaflarla takviye edilmiş termoplastik kompozitlerin levha ekstrüzyonunun ve özelliklerinin incelenmesi, Doktora Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Edirne, 2014.
• 7. Graceraj, P.P., Venkatachalam, G., Shankar, A.G., Kumar, K., Investigation on fatigue strength of the jute fiber reinforced hybrid polymer matrix composites.U.P.B. Sci. Bull., Series D, 78 (1), ISSN 1454-2358, 2016.
• 8. İmak, A., Solmaz, M. Y., Topkaya, T., Tabakalı hibrit kompozit malzemelerin yorulma davranışlarının analizi, El-Cezeri, 3 (3), 2016.
• 9. Wu, T., Yao, W., Xu, C., Li, P., A natural frequency degradation model for very high cycle fatigue of woven fiber reinforced composite, International Journal of Fatigue, 2019.
• 10. İlhan, R., Feyzullahoğlu, E., Cam Elyaf Takviyeli Polyester (CTP) Kompozit Malzemelerde Kullanılan Doğal Elyaflar ve Dolgu Maddeleri, El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 6 (2), 355-381, 2019.
• 11. Öktem, M. F., Yıldırım, M., Manufacturing Process and Material Characterization of Woven Jute Composites, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. / NOHU J. Eng. Sci., 9 (1), 546 – 556, 2020.
• 12. Çetin M.Ş., Demirel A.S., Toprakçı O., Karahan Toprakci H.A., Fabrication and characterization of conductive, flexible polymer composites from carbonized pistachio shell wastes, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37 (2), 711-722, 2022.
• 13. Bulut, M., Özbek, Ö., Bozkurt, Ö. Y., Erkliğ, A., Effect of nano clay particle inclusion on axial and lateral buckling characteristics of basalt fiber reinforced composites, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37 (4), 1985-1996, 2022.
• 14. Toparlı M.B., Fatigue performance of tungsten carbide cobalt (WC-Co) hardmetal materials after shot peening process, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 38 (1), 269-282, 2023.
• 15. Çiğdem E., Perçin O., Some physical and mechanical properties of heat-treated, reinforced laminated veneer lumber (LVL) with carbon fiber and glass fiber, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 38 (2), 653-664, 2023.
• 16. Kaveloğlu S., Temiz Ş., Investigation of low-velocity impact performances of sandwich composites manufactured using 3d printer Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39 (1), 139-150, 2024.
• 17. Öztemiz H.M., Temiz Ş., Three-point bending behaviors of the s-core sandwich panel: Finite element modeling and experimental investigation Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39 (4), 2057-2076, 2024.
• 18. Er A.O., Aydınlı O.M., Investigation of mechanical and physical properties of PLA and steel-added PLA filament materials used in melted filament manufacturing method, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 39 (2), 1285-1302, 2024.
• 19. Özkavak H., Dikdörtgen kesitli kompozit malzemeler için eğilme yorulmasi test cihazının tasarımı ve örnek uygulama, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 2014.
• 20. ASTM D3039/D3039M-17, Standard test method for tensile properties of polymer matrix composite materials.
• 21. ASTM D3479 Standard test methods for tension-tension fatigue of oriented fiber, resin matrix composites. ASTM standards and literature references for composite materials. ASTM: 1987.
• 22. ASTM D3479M – 19, Standard test method for tension-tension fatigue of polymer matrix composite materials.
• 23. ASTM D 5766/D 5766M-02a, Standard test method for open hole tensile strength of polymer matrix composite laminates.